典型液壓元件的磨損

液壓系統中,顆粒污染物使元件磨損加劇,系統工作性能變壞,壽命縮短,甚至損壞。

對於泵類元件,污染顆粒使泵的相對運動部件,如柱塞泵中的柱塞和缸孔、滑履和斜盤,葉片泵中的葉片和葉片
槽、轉子端面和配流盤,齒輪泵中的齒輪端面和側板、齒輪和殼體等零件的磨損。

對於閥類零件,污染顆粒會加速滑動面和控制孔口的磨損,堵塞節流孔或陰尼孔,使閥的性能變壞或動作失靈。

對於液壓缸污染顆粒會加速密封件的磨損,使泄漏量增大。

對於軸承,污染顆粒會造成軸承和軸頸的嚴重磨損,使摩擦阻力增大並導致旋轉部件的不平衡,最終使軸承和
軸失效。

典型液壓元件污染失效形式如下:

1、液壓泵磨損

液壓泵磨損,液奈泵是對污染物最敏感的元件之一,間隙尺寸顆粒會加劇泵的磨損,從而導致泄漏增
大,溫度升高,泵的壓力降低以及效率降低。

齒輪泵 葉片泵 柱塞泵  
動態間隙

 

動態間隙

 

動態間隙  
齒輪與側板:0.5~5μm 葉片側面:0.5~13μm 柱塞與柱塞孔:0.5~40μm  
齒頂與殼體:0.5~5μm 葉片頂端:0.5~1μm 配流盤與缸體:0.5~5μm  

 

2、壓閥磨損

液壓閥磨損,液壓閥是液壓系統中污染比較敏感的元件,特別是精密控制閥,其對污染的敏感性都高於
其他任何元件,極易造成磨損和粘著,使閥門反應動作慢、不穩定或卡死。

間隙尺寸顆粒會導致

  • 回應慢,不穩定
  • 閥芯卡死/靜摩擦
  • 表面腐蝕
  • 吸入式電磁線圈燒毀
  • 安全系統失效

典型液壓閥動態間隙值

  • 伺服閥1~4μm
  • 比例閥1~6μm
  • 方向控制閥2~8μm

3、液壓缸磨損

液壓缸磨損,污染物的侵入,主要是通過液壓缸活塞杆及密封件。外伸的活塞杆,其上的油膜會粘附環
境中的污染顆粒,當活塞杆回到液壓缸中,系統中的流體會把這些顆粒由活塞杆上沖到液壓油中。試驗表明,每
掃過1cm2的活塞杆面積,將有一個大小10μm的顆粒進入油缸,顆粒的磨損將造成漏油、失速等故障。

間隙尺寸污染顆粒大影響

  • 活塞杆密封件磨損:漏油損失
  • 青銅導向套密封件磨損:無法直線運動
  • 活塞密封件磨損:油缸速度降低,荷載能力下降
  • 油塞軸承磨損:同軸度變差

4、軸承磨損

軸承磨損。在滾動和滑動接觸的軸承中,一層薄油膜把球與套圈或瓦表面與軸分開。只要在運動件之間
沒有直接接觸,軸承的預期疲勞壽命就幾乎是無限的。發生直接接觸的最常見方式是污染顆粒卡進油膜並同時接觸
運動和固定表面,所造成的損壞是表面擦傷或裂紋,這就開始了剝落過程。在大多數軸承中,小至3μm的顆粒都對
軸承和系統有不利影響。

軸承

間隙
徑向軸承 0.5~100μm
滾子軸承 0.1~3μm
靜壓軸承 1~25μm1~25μm

 

間隙保護過濾的效果:

要把磨員降到最低,並最大限度的延長元件和流體的壽命,就必須濾除間隙尺寸顆粒。

表1間隙保護過濾的效果

元件 效果
泵/馬達 泵和馬達的壽命提高4到10倍
液力傳動 HST壽命提高4到10倍
閥的壽命提高5到300倍
閥芯 消除閥芯的靜摩擦
滾子軸承 疲勞壽命延長50倍
徑向軸承 疲勞壽命延長10倍
油液 濾除引起油液氧化的雜質,延長油液壽命,降低油液成本

 

 

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